×
25.08.2017
217.015.a6dd

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения. Дополнительно, в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи. Для напряжения используют резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора, одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов. Последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора. Выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно. Это достигается путем преобразования и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период и получения сигналов о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения.

Известен оптико-электронный датчик тока на линиях электропередачи, за счет преобразования электрического сигнала в световой и передачи его по волоконно-оптической линии (Трансформаторы тока. В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель, И.М. Сирота, Б.С. Стогний и др. Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 416 с., стр. 343).

Однако использование различных видов модуляции (амплитудной, амплитудно-частотной, частотной и др.) не позволяет сделать высокую точность сигнала с требуемым быстродействием. К тому же отсутствует возможность преобразовывать и передавать сигнал напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство (Патент №2365922 РФ, от 27.08.2009), содержащее первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания.

Недостатком данного датчика является отсутствие возможности измерения напряжения.

Задачей изобретения является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно.

Технический результат изобретения состоит в:

- преобразовании и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период;

- преобразовании и передачи сигнала тока и сигнала о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики и передачи этого сигнала на подстанцию.

Данный технический результат достигается тем, что в оптико-электронном датчике тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения, дополнительно в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора одним концом подключенный к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов, последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора, а выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам.

На фиг. 1 показана структурная схема оптико-электронного датчика тока и напряжения.

Оптико-электронный датчик тока и напряжения содержит траверсу линии электропередачи 1, высокоомные резисторы делителя напряжения 2, провод линии электропередачи 3, низкоомный резистор 4, шунт 5, АЦП 6, преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7, излучающие светодиоды 8, волоконно-оптический канал связи 9, приемные блоки 10, батарея фотоприемников и стабилизатора напряжения 11, батарея светоизлучателей 12.

Основной принцип работы оптико-электронного датчика тока и напряжения заключается в следующем.

При протекании измеряемого тока линии электропередачи через шунт 5 на нем появляется падение напряжения пропорциональное измеряемому току, которое подается на вход первого АЦП 6. Аналогично через соединенные резисторы 2 и 4 протекает ток, которые на резисторе 4 создают падение напряжения пропорциональное измеряемому напряжению линии электропередачи, которое подается на вход второго АЦП 6. На выходах АЦП появляются сигналы в параллельном цифровом коде, которые поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Эти сигналы в с помощью излучающих светодиодов 8, через волоконно-оптический канал связи 9 поступает в приемник 10.

Блок питания 12 имеют батареи светоизлучателей, которые преобразуют электрическую энергию в энергетический световой поток. По дополнительным оптическим каналам связи 9, которые также обеспечивают основную изоляцию и гальваническую развязку между высоким напряжением цепи с измеряемым током и потенциалом земли, энергетический световой поток направляется в батарею фотоэлементов 11. Батарея фотоэлементов 11 преобразует энергетический световой поток в электрическую энергию. Блок питания 12 служит также для питания приемного блока 10.

Таким образом, разработанный датчик обеспечивает измерение величины тока и напряжения с повышенной точностью за счет малых погрешностей и безинерционных резистивных шунтов и делителей, способных передавать пропорционально высокочастотные частичные разряды без искажения формы сигналов.

Технико-экономическая эффективность заключается в экономии материальных ресурсов, а именно меди и проката черных металлов, необходимых для производства трансформаторов тока и напряжения, а также возможность отслеживания текущего состояния каждого изолятора линии электропередачи, через соединенные резисторы 2 и 4 протекает ток, которые на резисторе 4 создают падение напряжения пропорциональное измеряемому напряжению линии электропередачи, которое подается на вход второго АЦП 6. На выходах АЦП появляется сигналы в параллельном цифровом коде, которые поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Эти сигналы с помощью излучающих светодиодов 8 через волоконно-оптический канал связи 9 поступают в приемник 10.

Блок питания 12 имеют батареи светоизлучателей, которые преобразуют электрическую энергию в энергетический световой поток. По дополнительным оптическим каналам связи 9, которые также обеспечивают основную изоляцию и гальваническую развязку между высоким напряжением цепи с измеряемым током и потенциалом земли, энергетический световой поток направляется в батарею фотоэлементов 11. Батарея фотоэлементов 11 преобразует энергетический световой поток в электрическую энергию. Блок питания 12 служит также для питания приемного блока 10.

Оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором в качестве первичного преобразователя для тока используют шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - низкоомного резистора делителя напряжения, подключенный между изолятором, прикрепленного к траверсе, и проводом линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде АЦП, входы которого подключены к шунту и низкоомному резистору делителя напряжения, а выход АЦП подключен ко входу преобразователя параллельного цифрового кода в последовательный, к которому подключен излучающий светодиод, подающий световой сигнал в волоконно-оптический канал связи, другой его конец подключен к приемному блоку работает следующим образом.

При протекании токов утечек через высоковольтные изоляторы линии электропередачи 13 на резисторе 4 создает падение напряжения пропорциональное этим токам. Как известно, токи утечки пропорциональны частичным разрядам, возникаемым в диэлектриках. Поэтому по сути на резисторе снимается сигнал о частичных разрядах данного высоковольтного изолятора линии электропередачи 13. Этот сигнал подается на вход первого АЦП 6. На его выходе появляется сигнал в параллельном цифровом коде, который поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Этот сигнал с помощью излучающих светодиодов 8, через волоконно-оптический канал связи 9 поступает в приемник 10. Этот приемник может располагаться на подстанции, и, принимая такие сигналы от каждого высоковольтного изолятора линии электропередачи, можно судить о состоянии изоляции всей линии электропередачи.

Таким образом, разработанный датчик обеспечивает измерение величины тока, напряжения и состояние изоляции по токам утечек с повышенной точностью за счет малых погрешностей и безинерционных резистивных шунтов и делителей, способных передавать пропорционально высокочастотные частичные разряды без искажения формы сигналов.

Технико-экономическая эффективность заключается в экономии материальных ресурсов, а именно меди и проката черных металлов, необходимых для производства трансформаторов тока и напряжения, а также возможность отслеживания текущего состояния каждого изолятора линии электропередачи.

Оптико-электронный датчик тока, содержащий первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов, последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей, вход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к шунту, вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения аналого-цифровых преобразователей является точка соединения шунта и низкоомного резистора, а выходы аналого-цифровых преобразователей подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их конецы подключены к соответствующим приемным блокам.
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 175 items.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014
Showing 1-10 of 195 items.
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9185

Снаряд с газовым подвесом

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам с газовым подвесом. Снаряд с газовым подвесом содержит гладкую цилиндрическую часть. В цилиндрической части выполнена полость питания. Полость питания соединена с наружной цилиндрической поверхностью через питающие устройства. Полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502946
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e32

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты космического назначения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для спуска отделяющихся частей (ОЧ) ракет космического назначения (РКН) с орбит полезных нагрузок. ОЧ РКН содержит топливный отсек, силовой отсек с днищами. На верхнем днище установлены поворотные камеры газового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506206
Дата охранного документа: 10.02.2014
+ добавить свой РИД